“19 세기의 위대한 발명은 발명의 방법이었다.” 영어 수학자이자 철학자 알프레드 노스 화이트 헤드(1,891 에서 1,947 사이)에서이 격언은 완벽하게 업적을 구축하고 발전을 자극하는 발명의 시리즈를 통해 완성,전기 미터의 역사에 적용됩니다.
19 세기 전반은 전자기학에서 훌륭한 발견을 가져왔다. 1820 년,프랑스 및 마리 앰프(1775-1836)는 전류 간의 전기 역학적 상호 작용을 발견했습니다. 1827 년 독일 게오르그 사이먼 옴(1787-1854)는 도체에서 전압과 전류 사이의 관계를 발견했습니다. 1831 년 영국 마이클 패러데이(1791-1867)는 발전기,모터 및 변압기의 작동이 기반이되는 유도 법칙을 발견했습니다.
세기 후반까지 토양은 실용적인 응용을 위해 잘 준비되었습니다.
발명과 특허가 발견되었다. 램프,발전기,모터,변압기,미터 및 터빈은 빠른 연속으로 발명되었습니다. 그것은 시간이 익은되면,이정표 발명은 세계의 다른 부분에서 준 동시에 달성되는 것은 놀라운 일이 아니다.
헝가리 오트 디투스블 블 디투스시,유도 전기 계량기의 발명가이자 변압기의 공동 발명가는 1930 년에 이 흥미진진한 시기를 다음과 같은 말로 돌아보았다. 과학은 열대 우림과 같았습니다. 당신이 필요한 것은 좋은 도끼 였고,당신이 치는 곳마다 거대한 나무를 잘라낼 수있었습니다.”
발전기(1861 년 안요스 제드릭,1867 년 베르너 폰 지멘스)의 발명으로 전기 에너지는 대량으로 생성 될 수 있습니다. 전기의 첫 번째 대량 응용 프로그램은 조명이었다. 이 새로운 제품(전기 에너지)이 판매되기 시작했을 때 비용이 결정되어야한다는 것이 분명했습니다.
그러나 청구 된 단위가 무엇인지,그리고 가장 적합한 측정 원칙이 무엇인지 명확하지 않았습니다.
최초의 미터는 1872 년에 특허받은 사무엘 가디너(미국)램프 미터였습니다. 이 미터에 연결된 모든 램프가 하나의 스위치에 의해 제어되기 때문에 에너지가 부하에 공급되는 시간을 측정했습니다. 에디슨의 전구 도입으로 조명 회로를 세분화하는 것이 실용적이되었으며,이 미터는 쓸모 없게되었습니다.
전해 미터
토마스 알바 에디슨(1847-1931),누가 직류를 사용 하 여 조명에 대 한 첫 번째 전기 분배 시스템을 도입,전기는 가스 처럼 판매 되어야 합니다 개최–또한 그 시간에 조명에 대 한 광범위 하 게 사용.
1881 년 특허받은 그의’전기 계량기'(미국 특허 제 251,545 호)는 전류의 전기 화학적 효과를 사용했다.
그것은 청구 기간의 시작 부분에 정확하게 무게 구리의 스트립을 배치 된 전해 전지를 포함. 전해질을 통과하는 전류는 구리의 증착을 일으켰습니다. 청구 기간이 끝날 때 구리 스트립의 무게를 다시 측정했으며 그 차이는 통과 한 전기의 양을 나타냅니다. 계산서는 가스의 입방 피트에서 렌더링 될 수 있도록 미터 보정 했다.
이 미터는 19 세기 말까지 계속 사용되었습니다. 그러나 한 가지 큰 단점이 있습니다–미터 판독은 유틸리티에서는 어려웠고 고객에게는 불가능했습니다. 에디슨은 나중에 미터 판독을 돕기 위해 계산 메커니즘을 추가했습니다.
독일 지멘스-슈커르트 수소 계량기와 쇼트&예나 수은 계량기와 같은 다른 전해 계량기가 있었다. 전해 계량기는 암페어 시간 만 측정 할 수 있으며 전압이 변동 할 때 적합하지 않았습니다.
진자 미터
미터를 만드는 또 다른 가능한 원리는 에너지에 비례하는 운동–진동 또는 회전–을 생성하여 레지스터를 판독하도록 유도 할 수있었습니다.
진자 미터의 원리는 1881 년 미국인 윌리엄 에드워드 아일톤과 존 페리에 의해 설명되었다. 1884 년,그들의 발명품을 알지 못하고 독일의 헤르만 아론(1845-1902)은 진자 미터를 건설했습니다.
더 진보 된 형태로이 미터는 두 진자에 코일이 전압에 연결된 두 개의 진자를 가지고있었습니다. 진자 아래에는 반대 방향으로 권선 된 두 개의 전류 코일이 있었다. 따라서 진자 중 하나는 느리게 실행되고 다른 하나는 부하가없는 것보다 빠릅니다.
진동 시간 사이의 차이는 계산 메커니즘을 몰았다. 2 개의 진자의 역할은 진자의 진동 시간 사이 처음 다름이 보상될 수 있었다 그래야,매분 교환되었습니다. 동시에 시계가 감겨져 있었다.
이 미터는 두 개의 시계가 포함되어 있기 때문에 비쌌으며 점차 모터 미터로 대체되었습니다. 진자 미터는 암페어 시간 또는 와트를 측정했지만 직류에만 사용할 수 있습니다.
모터 미터
또 다른 가능성은 모터를 사용하여 미터를 만드는 것이 었습니다. 이러한 미터에서는 구동 토크가 부하에 비례하고 제동 토크에 의해 균형을 이루므로 토크가 평형 상태 일 때 로터 속도가 부하에 비례합니다.
미국 엘리후 톰슨(1853-1937)은 1889 년 제너럴 일렉트릭을 위해’녹음 전력계’를 개발했습니다. 이 정류자를 사용하여,코일 및 저항을 통해 전압에 의해 흥분 회 전자와 철없는 모터였다.
고정자는 전류에 의해 여기되었고,구동 토크는 따라서 전압 및 전류의 곱에 비례했다. 제동 토크는 로터에 고정 된 알루미늄 디스크에 작용하는 영구 자석에 의해 제공되었습니다. 이 미터는 주로 직류에 사용되었습니다. 모터 미터의 큰 단점은 정류자였습니다.
변압기 발명
배전 초기에 직류 시스템 또는 교류 시스템이 더 유리할지는 아직 명확하지 않았다.
그러나,직류 시스템의 중요한 단점은 곧 명백 해졌다–전압을 변경할 수 없습니다,따라서 더 큰 시스템을 구축 할 수 없습니다. 1884 년 프랑스 루시 안 갈리아 드(1850-1888)그리고 영어 존 딕슨 깁스 현대 변압기의 선구자 인’2 차 발전기’를 발명했습니다.
실용적인 변압기는 1885 년 헝가리 엔지니어 3 명에 의해 개발 및 특허를 받았습니다. 같은 해 웨스팅 하우스는 가울 라드와 깁슨의 특허를 구입했으며 윌리엄 스탠리(1858-1916)는 디자인을 완성했습니다. 조지 웨스팅 하우스(1846-1914)는 니콜라 테슬라의 교류 특허를 샀다.
이로 인해 교류 전기 시스템이 실현 가능 해졌고 20 세기 초부터 점차 직류 시스템을 인수했습니다. 계량에서는 교류 전기 에너지 측정이라는 새로운 문제를 해결해야했습니다.
유도 미터
1885 년 이탈리아 갈릴레오 페라리(1847-1897)는 두 개의 위상 외 교류장이 디스크 나 실린더와 같은 단단한 전기자를 회전시킬 수 있다는 것을 발견했습니다. 독립적으로 크로아티아 계 미국인 니콜라 테슬라(1857-1943)도 1888 년에 회전하는 전기장을 발견했습니다. 샬렌베르거는 또한 1888 년에 우연히 회전장의 효과를 발견하고 교류 암페어-시간 미터를 개발했다.
제동 토크는 팬에 의해 제공되었다. 이 미터에는 동력 인자를 고려하는 전압 성분이 없었습니다;그러므로 모터도 사용을 위해 적당하지 않았습니다. 이 발견은 유도 전동기의 기초 였고 유도 미터로가는 길을 열었습니다. 1889 년 헝가리 오토 티 투스 블러(1860-1939)는 헝가리 부다페스트에서 간츠 작업을 위해 일하면서’교류 전류 용 전기 미터'(독일 번호 52,793,미국 번호 423,210)를 특허했습니다.
: “이 미터는,근본적으로,서로에게서 단계에서 전치된 2 개의 자기장에 의해 위에 행동되는 디스크 실린더와 같은 금속 자전 몸으로 이루어져 있습니다.
상기 위상의 위상 변위는 한 필드가 주 전류에 의해 생성되는 반면,다른 필드는 소비되는 에너지를 측정해야하는 회로의 이러한 지점에서 분로 된 큰 자기 유도 코일에 의해 여기된다는 사실에서 비롯됩니다.
그러나 자기장은 페라리에 의한 잘 알려진 배열에서와 같이 혁명의 고체 안에서 서로 교차하지 않고,서로 독립된 동일한 부분의 다른 부분을 통과한다.”
이 배열로,블레 스터 시티는 거의 정확히 90 의 내부 위상 변화를 달성 할 수 있었기 때문에 미터는 와트 시간을 다소 정확하게 표시했습니다. 이 미터는 넓은 측정 범위를 보장하기 위해 브레이크 자석을 사용했으며 사이클로 메트릭 레지스터가 장착되었습니다. 김씨는 같은 해에 생산을 시작했다. 첫 번째 미터는 분당 240 회전에서 실행,나무 기지에 장착하고,23 킬로그램 무게했다. 1914 년까지 무게는 2.6 킬로그램으로 줄어들었다.
1889 올리버 블랙번 샬렌버거(1860-1898)는 1894 년 웨스팅하우스를 위한 유도식 와트시어 미터를 개발했다. 그것은 디스크의 반대편에 위치한 전류 및 전압 코일과 동일한 디스크를 감쇠시키는 두 개의 영구 자석을 가지고있었습니다. 그것은 또한 크고 무거웠다,무게 41 파운드. 그것은 드럼 형 레지스터를 가지고 있었다.
상가모에서 일하는 루드비히 구트만은 1899 년에”타입”교류 와트시 미터를 개발했다. 로터는 전압 및 전류 코일 필드에 위치한 나선형으로 슬롯 형 실린더였습니다. 실린더의 바닥에 리벳을 박는 디스크는 영구 자석을 가진 제동을 위해 사용되었습니다. 역률 조정이 없었습니다.
전기 계량기–추가 개선
다음 몇 년 동안 많은 개선이 이루어졌다: 무게 및 치수의 감소,하중 범위의 확장,역률,전압 및 온도의 변화 보상,볼 베어링에 의한 피벗 베어링을 교체 한 다음 이중 보석 베어링 및 자기 베어링에 의한 마찰 제거,더 나은 브레이크 자석으로 장기 안정성을 향상시키고 베어링 및 레지스터에서 오일을 제거합니다.
세기의 전환기에 의해,3 상 유도 미터는 하나,둘 또는 세 개의 디스크에 배치 된 2 개 또는 3 개의 측정 시스템을 사용하여 개발되었습니다.1826>
새로운 기능
유도 미터,또한 페라리스로 알려져 있으며,비아 시시 미터의 원리에 따라,여전히 대량으로 제조하고 계량의 일꾼이다,저렴한 가격과 우수한 신뢰성 덕분에.
전기의 사용이 확산됨에 따라 로컬 또는 원격 제어 스위치가있는 다중 관세 미터,최대 수요 미터,선불 미터 및 최대 그래프의 개념이 빠르게 탄생했습니다.
첫 번째 리플 제어 시스템은 1899 년 프랑스 씨씨사르 렌 루베리에 의해 특허를 받았으며,컴퍼니 데 컴퍼스(이후 슐룸버거),지멘스,에그,랜디스&자이르,젤위거,소터,브라운 보베리에 의해 완성되었습니다. 1934 년 랜디스&자이르 개발 트리벡터 미터,측정 활성 및 무효 에너지와 명백한 수요.
전자 미터 및 원격 계량
미터의 초기 개발의 위대한 기간은 끝났습니다. “이제 당신은 덤불을 찾지 않고 하루 종일 걸어갑니다”.
전자 기술은 1970 년대에 최초의 아날로그 및 디지털 집적 회로를 사용할 수있게 될 때까지 계량 할 길을 찾지 못했습니다.이는 폐쇄 형 미터 상자의 전력 소비 제한과 예상되는 신뢰성을 생각하면 쉽게 이해할 수 있습니다.
이 새로운 기술은 전기 계량기 개발에 새로운 자극을 주었다. 처음에는 주로 타임 디비전 곱셈 원리를 사용하여 고정밀 정적 미터가 개발되었습니다. 홀 셀은 주로 상업용 및 주거용 계량기에도 사용되었습니다. 유도 미터와 전자 관세 단위로 구성된 하이브리드 미터는 1980 년대에 건설되었습니다.이 기술은 비교적 짧은 실행을했습니다.
원격 계량
원격 계량 아이디어는 1960 년대에 탄생했습니다. 처음에는 원격 펄스 전송이 사용되었지만 다양한 프로토콜 및 통신 미디어를 사용하여 점차 대체되었습니다.
오늘날 복잡한 기능을 갖춘 미터는 디지털 신호 처리를 사용하는 최신 전자 기술을 기반으로하며 대부분의 기능은 펌웨어로 구현됩니다.
표준 및 계량 정확도
제조업체와 유틸리티 간의 긴밀한 협력의 필요성은 비교적 일찍 달성되었습니다. 첫 번째 미터링 표준인 전기 미터링 코드는 1910 년 초에 개발되었습니다. 그 서문은 말한다:”코드는 자연스럽게 과학 및 기술 원칙에 기반하는 동안,계량의 상업적 측면은 지속적으로 매우 중요성으로 염두에 보관하고있다”.
최초로 알려진 국제형태 측정기준,간행물 43 은 1931 년이다. 높은 수준의 정확도는 계량 직업에 의해 확립되고 유지되는 뛰어난 특성입니다. 빠르면 1914 의 정확도로 기능 미터에서 전단지 1.10%의 측정 범위에 5%또는 최대 현재의 100%년에 더 적은. 1931 은 정확도 클래스 2.0 을 지정합니다. 이 정확도는 정적 계량기에도 오늘날 대부분의 주거용 응용 분야에 적합하다고 여겨집니다.
전기 계량기-미래
계량기의 비즈니스 측면에 초점을 맞추고 기술의 최신 결과를 바탕으로-이 계량기의 역사에서 지속적인 성공의 열쇠입니다.